Ezek lesznek 2016 legizgalmasabb tudományos trendjei

A hagyományos meteorológiai műholdak igen drágán fejleszthetők ki

Csak kapkodjuk a fejünket, annyi újszerű és lenyűgöző ismerettel gazdagodunk mindennap – a Science magazin csokorba gyűjtötte, mely témakörök lesznek mindannyiunk számára a legígéretesebbek 2016-ban.

1. Meteorológiai műholdak helyett repülő cipősdobozok

Napjainkban a világ összes időjárási előrejelzését kevesebb mint 20 hagyományos műhold adatai alapján készítik. Igen ám, de az elöregedő műholdak mérései egyre pontatlanabbak, és némelyikük technológiai képességei legfeljebb egy 486-os PC-vel egyenértékűek. Egy hagyományos műhold megépítése és pályára állítása ráadásul 300 millió dollárnál kezdődik.

A hagyományos meteorológiai műholdak igen drágán fejleszthetők ki Forrás: EUMETSAT

Márpedig óriási az igény a megbízható előrejelzés iránt, amely jelentős anyagi hasznot képvisel a kibocsátó és a fogadó számára egyaránt. Ezért egyre több kisebb cég vág bele abba, hogy mikroműholdak felbocsátásával kereskedelmi meteorológiai szolgáltatást hozzon létre.

Ezek a cipősdoboz méretű kis űreszközök a GPS-rádióokkultáció (RO) elve alapján működnek:

a légkör rétegein keresztül hatoló rádióhullámok elhajlanak, ebből lehet következtetni a hőmérsékletre, a nyomásra és a vízgőztartalomra.

A meteorológiai műholdak ma már nélkülözhetetlen eszközök Forrás: EUMETSAT

A GPS-RO űreszközök a termoszférában, vagyis a repülőgépek utazási zónájánál jóval magasabban, de a geostacionárius műholdak szintjénél alacsonyabban keringhetnek, ezért pontosabb adatokkal szolgálhatnak.

A mikroműholdak előállítása és feljuttatása a nagyokhoz képest olcsó,

ezért tömegével indíthatók. Állítólag 2016 végére tízszer, 2017 végére már százszor annyi adatot fognak produkálni, mint az eddigi nagy műholdas szolgáltatók.

2. Kína kibocsátása eltörpülhet Indiáéhoz képest

Az elmúlt évtizedben rengeteg tudósítás számolt be a kínai ipari fejlődés árnyoldaláról, a légszennyezésről. Ugyanakkor Kína ma már a világ első számú zöldenergia-előállítója, másrészt

a súlypont egyre inkább Indiára tevődik át, amely a Föld harmadik legnagyobb szénkészletével rendelkezik:

ennek kiaknázásával több százmillió polgárát emelhetné ki a mélyszegénységből.

A szén-dioxid kibocsátásban India lép az első helyre Forrás: AFP/Dimitar Dilkoff

India a közelmúltbeli párizsi klímakonferencián ígéretet tett arra, hogy 2030-ra áramszükségletének 40 százalékát megújuló forrásból teremti elő, de sokak szerint ez ellentétes a társadalmi igényekkel.

3. Többször használható rakéták jönnek

Megsokszorozná az űrkutatásra fordítható összegek hatékony felhasználását, ha a rakéták a műholdak pályára juttatása után nem zuhannának bele az óceánba, hanem épségben visszajutnának a Földre – vagy legalább az első fokozatuk.

4. Megállíthatják az AIDS terjedését

Az új kutatások szerint, amennyiben a HIV-fertőzött kezelését a diagnózis felállítása után haladéktalanul megkezdik, az nemcsak az egyénnek, hanem a társadalomnak is kedvező, mivel így visszafogható mind az AIDS kifejlődése, mind a továbbfertőzés.

Áttörés várható az AIDS terjedésének feltartóztatásában is Forrás: Indian Express

Ha a fertőzés kockázatának kitett, de még egészséges személyeket megelőzésképpen antiretrovirális gyógyszerrel kezelik, akkor sikerülhet megállítani az adott közösségben a betegség terjedését.

5. A génterápiát felváltja a génszerkesztés

Az új módszer lényege, hogy nem gének hozzáadásával próbál valamely betegséget meggyógyítani, hanem a meglévő géneket szerkeszti (szabja) át: a CRISPR technológiával a sejtbe helyesen funkcionáló mintát juttatnak be a nem vagy rosszul működő génszakaszok lecseréléséhez.

DNS-lánc Forrás: AFP/Science Photo Library

A sejt saját DNS-javító mechanizmusai ezt kezdik másolni, így indul be a gyógyulás folyamata. Az Egyesült Államokban

már zajlik a vérzékenység és bizonyos rákbetegségek génszerkesztéses kezelésének klinikai vizsgálata.

Mivel azonban a módszer lehetőséget adhat az emberi embriók módosítására, etikai szempontból még sok vizsgálatot igényel.

6. Felfedezhetik a Higgs-partnereket

Sokáig a részecskefizika vezető elmélete volt a szuperszimmetria, amely szerint minden ismert részecskének létezik egy úgynevezett szuperpartnere: rendkívül kis tömegű, ezért még fel nem fedezett részecske.

Az évtized felfedezése volt a Higgs-bozon létének bizonyítása Forrás: AFP/Fabrice Coffrini

A fizikusok szerint elképzelhető, hogy ez alkotja a sötét anyagot.

A genfi CERN részecskegyorsítóban majdnem a fény sebességével ütköztetnek egymásnak protonokat, ennek köszönhetően új elemi részecskék keletkeznek.

Peter Higgs brit Nobel-díjas fizikus jósolta meg "isteni részecske" létezését Forrás: AFP/Graham Stuart

Így sikerült bizonyítani az "isteni részecskének" is nevezett Higgs-bozon létezését, és talán nemsokára a szuperpartneréét is.

7. Az alternatív fúziós cégek lehagyják a tokamakreaktorokat

A dél-franciaországi Aix-en-Provence-ban épül a világ legnagyobb kísérleti fúziós reaktora (ITER), amelyben erős mágneses tér lebegteti majd az előállított 150 millió Celsius-fokos, azaz a Nap belsejénél tízszer forróbb plazmát. Az erőmű azonban csigalassúsággal készül, míg a költségek csak nőnek.

A fúziós energiatermelés újabb kecsegtető lehetőség előtt áll Forrás: Share Sanditt

Közben mások sztellarátor típusú fúziós berendezéseket építenek, ilyen például a németországi Greifswaldban elindult Wendelstein 7-X (W7-X), az amerikai Helically Symmetric Experiment (HSX) vagy a japán Large Helical Device (LHD). De ami még érdekesebb: néhány tucat fős startupcégek is ráálltak a nukleáris fúziós fejlesztésekre, méghozzá jelentős anyagi támogatással.

A fúziós reaktor belsejében ugyanolyan magfizikai folyamatok játszódnak le, mint a Nap belsejében Forrás: Share Sanditt

Ilyen például a Tri Alpha Energy, amelynek finanszírozásába a Microsoft társalapítója, Paul Allen is beszállt, vagy a General Fusion, amelyet az Amazon.com alapítója, Jeff Bezos támogat.

8. Jön a teljes ősi genomok leírása

A sejtmagban lévő energiatermelő sejtszervecske, a mitokondrium kizárólag anyai ágon öröklődő géneket tartalmaz. E gének körében is előfordul mutáció, amely betegséget okoz generációról generációra.

Az emberiség múltjának kutatásakor eddig a mitokondriális vizsgálatok játszottak vezető szerepet Forrás: iO9.com

Az emberiség múltjának kutatásakor eddig a mitokondriális vizsgálatok játszottak vezető szerepet, ám az utóbbi két évben áttevődött a hangsúly a fellelt ősi embermaradványokból kinyert teljes genomok vizsgálatára. Az ősi és a mai népcsoportok teljes génállományának összehasonlítása ugyanis több információt árul el az adott személy vagy közösség vándorlásáról és evolúciójáról.

9. Hajlékony elektronikával vesszük körül magunkat

Noha az eddig alkalmazott merev elektronika olyan csodákat adott nekünk, mint az okostelefon, a tablet és az okosóra, lehet ezeknél jobbat kitalálni: a legújabb kutatások nyomán előállított hajlékony elektronikával

már nincs messze a végtagpótlásokat borító mesterséges bőr

vagy a szervezetbe ültethető folyamatos állapot-ellenőrző műszer.

10. A napelemeket lekörözik a perovszkitkészülékek

A napelemek elterjedésének egyik gátja a magas ár. Persze készülhetnek olcsóbb alapanyagokból, mint a viszonylag új fejlesztésű, festékanyaggal érzékenyített napelemek (DSSC), amelyek titán-dioxid félvezetőkből és a hozzájuk kötött, például cinkalapú festékanyagból állnak, ez utóbbi nyeli el a napfényt, egyfajta mesterséges fotoszintézist megvalósítva.

A közvetlenül áramot termelő napelempanelek mellett naperőművek is épülnek az USA-ban. A fotón az Ivanpah erőmű látható 2014 júliusában, a Mojave-sivatagban, Primm városa közelében Forrás: AFP/Ethan Miller

Hátránya, hogy 10 százalék körüli a hatásfoka. Ezzel szemben a szerves és szervetlen alkotóelemeket egyaránt tartalmazó perovszkit-napelem

előállítási költsége ötöde lehet a jelenleg leginkább elterjedt szilíciumos napelemnek,

és hatásfoka már most megközelíti amazét, de a legjobb perovszkit-napelemek akár tízszer annyi napenergiát képesek abszorbeálni, mint a szilíciumos napelem.